벽 두께는 사출 성형 부품 설계의 첫 번째 결정이며, 냉각 시간, 싱크 마크, 금형 비용, 부품 성능을 조용히 좌우하는 것입니다. 이 가이드는 정량적 규칙을 다룹니다, 재료별 공칭 및 최소 두께, 균일 벽 원칙, 리브와 보스 비율, 그리고 1 mm의 설계 선택을 부품당 비용 차이로 바꾸는 냉각 시간 계산입니다.
재료별 공칭 벽 두께
| 재료 | 실용적 최소 | 일반적인 공칭 | 상한 여유 영역 |
|---|---|---|---|
| ABS (PA-757) | 1.2–1.5 mm | 1.5–2.5 mm | 약 3.5–4 mm |
| PP | 1.0–1.5 mm | 1.5–2.5 mm | 약 3.5 mm |
| PC | 1.5–2.0 mm | 2.0–2.5 mm | 약 4 mm(인성 기반) |
| PA6 / PA66 | 1.5–2.0 mm | 2.0–2.5 mm | 약 4 mm |
| POM | 1.2–1.5 mm | 1.5–2.0 mm | 약 3 mm |
| PMMA | 1.5–2.0 mm | 2.0–2.5 mm | 약 4 mm |
최소값은 유동 길이로 결정됩니다, 용융이 얼기 전에 게이트에서 최종 충전 지점까지 이동해야 하는 거리입니다. 점도가 높은 재료(PC, PA)는 ABS나 PP보다 같은 유동 길이에서 더 많은 벽이 필요합니다. 유리 충전 등급은 더 잘 흐르지만 섬유 배향 고려사항을 도입하며, 이는 벽 두께 표가 아니라 금형 검토에 속합니다.
균일 벽 원칙
핵심 규칙: 인접한 벽 두께를 서로 약 20–25% 이내로 유지하고, 넉넉한 반지름으로 전환합니다. 두껍게-얇게 전환은 결함이 태어나는 곳입니다:
- 싱크 마크, 두꺼운 단면이 마지막에 응고하며 이미 얼어 붙은 표면을 안으로 당깁니다.
- 보이드, 두꺼운 코어 내부의 진공으로, 부품이 사용 중 고장 날 때까지 보이지 않습니다.
- 뒤틀림, 부품 전반의 차등 수축이 평면에서 구부립니다.
기능이 진정으로 질량을 필요로 할 때(장착 패드, 보스 군집, 힌지)주변 벽을 두껍게 하지 말고 국소 형상(리브, 코어, 가싯트)으로 추가하세요. 공칭 벽은 얇게 유지하고, 강성은 형상에서 나옵니다.
리브, 보스, 가싯트
| 특징 | 비율 규칙 | 참고 |
|---|---|---|
| 보강 리브 | 두께는 인접 벽의 50–60%; 높이는 벽의 약 2.5–3배 이하 | 뿌리 반지름 0.25–0.5배 벽; 양면 드래프트; 더 높은 리브는 중간 지지 필요 |
| 보스(자기 태핑) | 외경 ≈ 구멍 지름의 2배; 벽은 공칭 벽의 50–75% | 깊은 보스는 ID+OD 드래프트 필요; 높은 군집은 보스 사이에 리브/가싯트 필요 |
| 코너 반지름(내부) | R ≥ 0.25–0.5배 벽 두께 | 응력 집중과 유동 정체를 방지; 날카로운 내부 코너는 균열 |
| 두꺼운 단면 구조 | 속 비우기; 반대면 리브; 보압 연장 | 진정으로 큰 두꺼운 단면에는 가스 보조 성형 |
반복할 가치가 있는 반직관적 규칙: 더 두꺼운 리브는 비례하여 강성을 높이지 않습니다. 벽 두께의 100%인 리브는 느리게 냉각되고 세게 수축하며 반대면에 싱크를 냅니다. 50–60%의 중간 리브 두 개가 싱크 위험 단위당 강성에서 두꺼운 리브 하나보다 낫습니다.
냉각 시간: 숨겨진 비용 승수
냉각 시간은 대략 벽 두께의 제곱에 비례합니다, 부품은 표면을 통해 열을 잃어야 하고, 열 함량은 그 뒤의 재료 부피에 비례합니다:
| 공칭 벽 | 상대 냉각 시간* | 실제 결과 |
|---|---|---|
| 1.5 mm | 1.0x(기준) | 기준(일반적인 범용 성형) |
| 2.0 mm | 약 1.8x | 일반 금형에서 사이클 약 30–50% 증가 |
| 3.0 mm | 약 4.0x | 사이클 타임이 종종 두 배 이상 |
| 4.0 mm | 약 7x | 성능 기반 부품 외에는 거의 경제적이지 않음 |
*방향 제시를 위한 지표적 스케일링이며, 실제 시간은 재료, 금형 온도 제어, 부품 형상에 따라 다릅니다.
사이클 타임은 부품당 비용의 직접적 동인이므로, 공칭 벽에서 0.5 mm씩 줄이면 전체 생산에서 회수됩니다, 동시에 싱크 마크 위험도 줄입니다. 견적이 비싸게 나올 때 벽 두께가 가장 먼저 당길 레버입니다.
DFM 순서에서의 벽 두께
벽 두께는 설계 순서의 앞에 있습니다. 하류의 모든 것이 이를 물려받기 때문입니다. 게이트 위치는 해당 두께에서 가장 긴 유동 경로를 채워야 합니다. 냉각 배치는 해당 두께가 저장하는 열을 제거해야 합니다. 배출은 해당 두께가 주는 강성을 다뤄야 합니다. 금형 강은 해당 두께가 초래하는 사이클 타임을 견뎌야 합니다. 다른 곳에서 시작하는 설계 검토는 이미 내려진 결정을 우회하는 것일 뿐입니다.
드래프트, 게이트, 냉각, 배출을 함께 다루는 전체 체크리스트는 FHY의 사출 금형 설계 DFM 체크리스트를 참조하세요, 이 가이드는 벽 두께 모듈에 대한 정량적 심층 분석입니다.
FHY의 벽 두께 검토 방식
FHY의 무료 DFM 검토는 벽 두께를 첫 모듈로 다룹니다. 재료의 유동 길이 실현 가능성, 전환 반지름과 균일성 목표, 조립 하중 대비 리브와 보스 비율, 공칭 벽에서의 사이클 타임 추정입니다. 설계에 피할 수 있는 두께가 있다면 검토는 숫자로 지적합니다, 성형 부품에서 비용을 제거하는 가장 싼 곳은 강재를 절단하기 전 도면이기 때문입니다.